4.3.2.1 模型结构
传统经济学商品价格的形成是当该商品的供给等于需求时，市场达到均衡，由此供给（或需求）量所决定的价格就是该商品的均衡价格。通常情况下商品的供给量为产量，需求量为消费量。但由于石油市场受战争、意外事件的影响较大，战争和意外事件可能造成石油供应中断，由此对全世界经济生产产生较大的影响。所以现在很多国家都建立了相应的石油储备。由于有存货，当年的消费量不等于当年的石油需求量。同样地，以往的一部分储备有可能转化为供给，因此当年的石油产量也不等于当年的供给量。所以考虑原油市场均衡价格不能直接利用供给（产量）等于需求（消费量）平衡式。如果将国际石油市场看作一个虚拟的商品市场，该市场的流入就是国际石油的总出口，流出就是国际石油的总进口。由于是虚拟市场，因此市场一定会出清，所以每年国际石油市场的总进口等于总出口。
从这个角度来说，可将从国际市场的流出（进口）视为需求（包括当年的消费和储备），将流进（出口）视为供给。国际石油市场出清，意味着进口等于出口，此时国际石油市场达到均衡，由此确定了国际原油价格。在变量的选择上，需求（进口）设定为国际原油价格、世界经济活动水平（实际GDP）和OECD国家石油储备量的函数。供给（出口）方程的因变量为国际原油价格，设国际原油价格为石油出口量、OPEC上期原油产量的函数。当世界经济处于上升时期，各部门扩大生产使得对石油的需求增多，各国增大对石油的进口，即进口量与世界经济活动水平（实际GDP）存在正向变动关系；同样OECD国家增加石油储备需增加石油进口，而减少石油储备，意味着动用一定量的石油储备满足国内需求，这会导致石油进口量的减少，所以OECD石油储备量与国际石油进口量之间也存在着正向变动的关系。对供给方程而言，国际石油出口量越多，表明国际石油市场的石油供给量越多，供给增多，油价走低；反之，国际石油出口量减少，表明供给减少，油价走高。所以国际原油价格与国际石油出口量成反向变动关系。由于OPEC在国际石油市场上的地位，OPEC的产量政策通常作为油价变化的一个指标，增加产量会使油价下跌，减少产量会使油价上升；另外市场对产量变化有一个滞后期，所以OPEC上期原油产量与国际原油当期价格之间存在反向变动关系。
本节石油进出口量数据来自英国石油公司BP网页，世界实际的GDP值来自http://genderstats.worldbank.org/query/,OPEC原油产量、国际原油价格和OECD 石油储备量数据来自美国能源网站，时间跨度都是从1989～2003年的年度数据。
4.3.2.2 国际原油价格形成模型
（1）需求函数（表4.4）
表4.4 需求函数表
续表
即
lnIM=0.006lnPC+0.954lnG+0.316lnSO-0.022 （4.1）
式中：IM为国际石油进口量；PC为国际原油价格；G为世界实际的GDP; SO为OECD国家石油储备量。
从模型结果来看，所得回归方程的系数符号与前面的分析相一致。世界经济活动水平（实际GDP）对世界石油总出口量（需求）的影响比较显著，其次OECD国家石油储备的变动对石油总出口量的影响也较显著。相比较而言，原油价格变化对石油总需求的影响不显著。这个结论从长期来看是比较合理的，因为石油是一种需求价格弹性较低的商品，其消费量受价格的影响较小。
（2）供给函数（表4.5）
表4.5 供给函数表
即
lnPC=9.077lnEX-10.714lnQO（－1）＋17.276 （4.2）
所得回归方程的系数符号与前面的分析相一致。国际原油价格受到国际石油进口总量和OPEC国家上期产量的显著影响。
（3）市场均衡
IM=EX （4.3）
即国际石油市场总出口量等于总进口量，国际石油市场出清，供需达到了平衡。
据此整理得
lnPC=9.147lnG-3.206lnSO-11.326lnQO（－1）－1.14 （4.4）
PC=α·G9.174·SO3.206·QO（-1）-11.326 （4.5）
运用上式可以模拟OPEC产量变动对国际原油价格的影响。例如OPEC原油产量减少4%，假设世界经济活动水平不变（即值不变），OECD国家需动用约14%的石油储备才能稳定国际原油价格。因为：
PC=0.96-11.326.0.863.206.PC*=PC* PC*为基准情形时的国际原油价格。
类似的，如果世界经济年增长率为3%，在其他因素都不发生变化的情况下，OPEC上期需增加约2.4%的产量，恰好可以稳定国际原油价格。因为：
PC=1.039.174·1.024-11.326·PC*=PC*。
4.3.2.3 修正后的国际原油价格形成模型
随着经济全球化趋势的发展，各国贸易量将越来越大，越来越频繁。石油产品由于其分布的地缘性和主要消费国与主要产油国在地理位置上的分离等特殊性，将使石油产品贸易更依赖于国际市场，所以石油产品贸易量占世界经济（GDP）的份额有增大的趋势。石油产品贸易额占世界GDP的比重越大，国际石油市场越繁荣，这对国际原油价格的产生将起到一定的影响。具体地说，由于国际总进口与总出口相等，所以石油进口开放度增大，意味着石油进口量和出口量同时增加。由于需求和供给同时增加，所以国际原油价格的涨跌由供给和需求的价格弹性确定。供给价格弹性大，原油价格将降低；需求价格弹性大，原油价格将上升。无论何种情况，一般都会影响国际原油价格的形成。下面我们将引入石油进口国开放度概念，进一步研究在进口国开放度变化的情况下各影响因素对国际石油市场的影响。
石油进口国开放度，指国际总的石油进口量与石油出口量的和占世界实际GDP的比例，用TRI表示。即TRI＝（石油总出口＋石油总进口）/世界实际GDP。
考虑石油进口国开放度指标后的石油供给函数如表4.6所示。
表4.6 石油供给函数表
即
lnPC=9.092lnEX-10.727lnQO（-1）＋4.592lnTRI+11.88
所得回归方程中石油进口开放度的系数为正，表明进口开放度增加，国际原油价格将上升。其余变量的系数符号与我们预期的结果一致，即上期OPEC原油产量与当期的原油价格成反比，进口国开放度与国际原油价格成正比。且这3个量对国际原油价格的影响在15%的显著性水平下都是显著的。
在供给函数中引入石油进口国开放度后，拟合指标R-squared和调整的R-squared等各项指标都有所改善，因此引入石油进口国开放度指标有助于更好地拟合原油供给函数。根据市场均衡条件IM=EX，整理得：
PC=α·G9.179·SO3.04·QO（-1）-11.351·TRI4.859 （4.6）
石油进口国开放度的增加表示石油进出口量的增加，反映进口国对石油需求的增加，这在一定程度上可以吸收增加的国际石油产量而保持国际原油价格不变。如：
PC=1.021-11.351·1.054.859·PC*=1.001PC*